多孔生物酶处理器的制作方法

本发明属于废水处理设备技术领域，特别是涉及一种用于净化有机废水的多孔生物酶处理器。

背景技术：

有机废水是生活废水和工业废水中最主要的一类废水，这类废水含有大量有毒、难降解的有机物，稳定性、COD(化学需氧量)和色度高，若不经过有效处理直接排放，会对环境造成严重的影响，威胁人类身体健康。

目前，对有机废水的处理方法主要有物化法、生化法以及综合法。

物化法如超声波降解法处理工艺，是将超声波直接作用于废水，选择适宜的声场条件和溶液条件，利用超声空化效应降解废水中的有机物，这种方法能量消耗高，空化能的利用率较低，处理效果较差。

生化法如以厌氧池+好氧池为主的处理工艺，虽然该处理方法所需成本低、对环境污染少，但是厌氧池和好氧池中的微生物对温度和pH的要求较苛刻，而且设备占地面积大、处理周期长、效率低。

综合法是以物化处理和生物处理相结合的处理工艺，例如“厌氧降解→二级接触氧化→物化处理→沉淀”的处理工艺，该方法没有降低废水进入生化阶段的COD值，并且没有氨氮的处理效果。

随着有机废水排放量的不断增加以及人们对环保意识的不断加强，上述方法已不能满足人们对有机废水处理的要求。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种多孔生物酶处理器，不仅能够代替传统工艺中体积庞大的厌氧池和好氧池，节省设备占地空间，而且可降低废水的COD值，提高废水的可生化性，更有效降解和吸附废水中的有机物。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种多孔生物酶处理器，包括壳体和位于所述壳体内的多孔生物酶滤芯，所述多孔生物酶滤芯填充有多孔生物酶填料，所述多孔生物酶填料是结合有铁、碳素材料、膨松剂和蛋白酶且布满微孔的微孔结构体。

进一步地说，所述多孔生物酶填料是在天然陶土中混入铁粉、碳素材料粉末和膨松剂烧结后置于蛋白酶溶液中冷却而成的微孔结构体。

进一步地说，所述多孔生物酶填料的组成成分包括天然陶土90-98％、铁粉0.3-5％、碳素材料粉末0.1-2％和膨松剂1-5％。

进一步地说，所述多孔生物酶填料所具有的微孔的孔径是0.1μm-0.05μm。

进一步地说，所述多孔生物酶滤芯还填充有活性炭。

更进一步地说，所述多孔生物酶滤芯的上层填充所述多孔生物酶填料，所述多孔生物酶滤芯的下层填充所述活性炭。

进一步地说，所述壳体包括上封盖、膜壳本体和下封盖，所述下封盖与所述膜壳本体固定连接，所述上封盖与所述膜壳本体通过卡箍连接。

更进一步地说，所述上封盖设有进水口，所述下封盖设有出水口。

更进一步地说，所述多孔生物酶填料的制作方法，包括以下步骤：

步骤一：将天然陶土中混入铁粉及碳素材料粉末，其混合比例为(重量比)：天然陶土90-98％、铁粉0.3-5％和碳素材料粉末0.1-2％，得混合物料；

步骤二：将步骤一所得的混合物料中加入重量比为1-5％的膨松剂，混合均匀后，加入水搅拌成糊料状后制成粗料；

步骤三：将粗料放置熟成后再制成所需形状的成型料；

步骤四：将造好的成型料置入烧结炉中，600-800℃的高温中烧结成多孔填料；

步骤五：将所述的多孔填料的温度下降到50-60℃，将多孔填料置于质量浓度为25-35％的蛋白酶溶液中浸泡至常温后，晾干，即得所述多孔生物酶填料。

本发明的有益效果是：本发明多孔生物酶填料中含有的铁粉和碳素材料粉末能够在废水中自发形成无数个微小原电池，电解反应产生的初生态的Fe²⁺和原子H具有较高的化学活性，不仅改变废水中的有机污染物的结构和形态，使有机物发生断链和开环，还能提高蛋白酶的催化活性，降低废水中的COD值，加快有机物由难溶解到易溶解的转化；另一方面，多孔生物酶填料烧结膨化时使填料表面具有凹凸不平的微孔结构，凹部分形成的厌氧环境有利于厌氧菌和兼性细菌对废水进行水解酸化，提高废水的可生化性，并去除部分有机物，而凸部分形成的有氧环境有利于好氧菌的快速繁殖，使有机物被分解成CO₂和H₂O。多孔生物酶填料利用上述生化反应能够短时间将废水中的有机物降解，降解后的有机物有利于多孔生物酶处理器下层活性炭迅速吸附，有效延长活性炭的吸附寿命。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的多孔生物酶滤芯的结构示意图；

图3是本发明的壳体的结构示意图；

图4是本发明扣合状态下的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：

壳体1、多孔生物酶滤芯2、多孔生物酶填料3、活性炭4、上封盖5、膜壳本体6、下封盖7、卡箍8、进水口9、出水口10和ABS水帽11。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例：一种多孔生物酶处理器，如图1-4所示，本发明包括壳体1和位于所述壳体1内的多孔生物酶滤芯2，所述多孔生物酶滤芯2填充有多孔生物酶填料3，所述多孔生物酶填料3是结合有铁、碳素材料、膨松剂和蛋白酶且布满微孔的微孔结构体。

所述多孔生物酶填料3是在天然陶土中混入铁粉、碳素材料粉末和膨松剂烧结后置于蛋白酶溶液中冷却而成的微孔结构体。本发明所采用的铁粉较佳采用氧化性铁粉，膨松剂较佳采用碳酸氢钠，碳素材料粉末较佳采用石墨粉，但不限于此。例如，作为本发明的变形与替换，碳素材料粉末可以采用碳粉等。

上述多孔生物酶填料的制作方法，包括以下步骤：

步骤一：将含Al₂O₃与SiO₂成份的干状天然陶土中混入铁粉及石墨粉，其混合比例为(重量比)：天然陶土96％、铁粉1.5％和石墨粉0.5％，得混合物料；

步骤二：将步骤一所得的混合物料中再加入重量比为2％的NaHCO₃作为膨松剂，混合均匀后，加入水搅拌成糊料状后制成粗料；

步骤三：将粗料放置熟成后再制成二次棒料；

步骤四：将二次棒料制成豆粒状的颗粒料；

步骤五：将造好的颗粒料置入烧结炉中，700℃的高温中烧结成多孔填料；

步骤六：将步骤五得到的多孔填料的温度下降到55℃，将多孔填料置于质量浓度为30％的蛋白酶溶液中浸泡至常温后，晾干，即得多孔生物酶填料。

本实施例中的多孔生物酶填料的形状为豆粒状，此为本发明的最佳实施方式，但作为本发明的变型与替换，不排除其他形状的多孔生物酶填料，比如矩形体、片状或不规则体等。大小并无限制，小到如红豆大小，大到如棒球大小。此外，豆粒状的设计有利于增大多孔生物酶填料与废水中的微生物接触的表面积，加快有机物的降解。

所述多孔生物酶填料3所具有的微孔的孔径是0.1μm-0.05μm。

所述多孔生物酶滤芯2还填充有活性炭4。

所述多孔生物酶滤芯2的上层填充所述多孔生物酶填料3，所述多孔生物酶滤芯2的下层填充所述活性炭4。

所述壳体1包括上封盖5、膜壳本体6和下封盖7，所述下封盖7与所述膜壳本体6固定连接，所述上封盖5与所述膜壳本体6通过卡箍8连接。

所述上封盖5设有进水口9，所述下封盖7设有出水口10。

本实施例中，多孔生物酶滤芯的上挡板和下挡板处各设有一个ABS水帽11。ABS水帽能够有效脱除废水中的COD、色素以及一些臭气有毒的物质。

本发明的工作原理如下：预处理后的废水从进水口出进入多孔生物酶处理器，多孔生物酶处理器上层的多孔生物酶填料中含有的铁粉和碳素材料粉末能够在废水中自发形成无数个微小原电池，电解反应产生的初生态的Fe²⁺和原子H具有较高的化学活性，可改变废水中的有机污染物的结构和形态，使有机物发生断链和开环，还能提高蛋白酶的催化活性，降低废水中的COD值，加快有机物由难溶解到易溶解的转化；另外，多孔生物酶填料表面的凹部分形成的厌氧环境有利于厌氧菌和兼性细菌使废水水解酸化，提高废水的可生化性，并去除部分有机物，而凸部分形成的有氧环境有利于好氧菌的快速繁殖，使有机物被分解成CO₂和H₂O；降解后的有机物进入多孔生物酶处理器下层的活性炭中被迅速吸附，剩余水体从出水口处流出。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。